长大路基路面之-第四章-路基边坡稳定性设计.pptxVIP

第四章 路基边坡稳定性设计 《路基路面工程》精品课程第一页，共二十页。 第四章 路基边坡稳定性设计 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 第二节 陡坡路堤稳定性 第三节 浸水路堤稳定性第二页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 一、边坡破坏的机理1、土体强度破坏2、受水侵蚀3、设计施工不当4、荷载过大5、地震或其它自然因素均由剪切破坏引起， 第三页，共二十页。 二、边坡稳定性分析原理1．滑动面形状——与土质有关 粘性土——圆柱形、碗形 砂性土及砂土——平面2．力学求解问题单一平面问题——静力平衡问题，如图4-1a）两个破坏面问题——超静定问题，如图4-1b）多个破坏面问题——多次超静定问题，如图4-1c）第一节 边坡稳定性分析原理与方法 a)直线破坏面 b)折线破坏面 C)曲线破坏面 图4-1 边坡的滑动面 第四页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 二、边坡稳定性分析原理3.假设——使求解静不定问题变为静定问题滑动土体沿滑动面整体滑动（刚塑体）,不考虑土体的相对运动（不考虑内应力）；土体在滑动面上达到极限平衡，滑动面唯一；最不利滑动面，位置通过计算确定；滑动面通过坡脚。 第五页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 二、边坡稳定性分析原理4．边坡稳定性计算方法 直线法 砂土、砂性土土质：圆弧法 条分法 粘性土 极限平衡法（考虑了安全系数） 表解法石质：工程地质比拟法5．评定指标稳定系数：工程中，k＝1.25～1.5第六页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 三、边坡稳定性分析的计算参数 1.土的计算参数 ，γ ：填土－路堤一致，天然－路堑 多层土体：利用加权平均法 2．边坡的取值对于折线形或阶梯形边坡，一般取平均值，或坡脚点和坡顶点的连线。3．荷载当量高度h0汽车荷载 以相等压力的土层厚度来代替荷载 当量土柱高第七页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 四、边坡稳定性分析方法——力学分析法 1．直线法适用范围：直线法适用于砂土和砂性土(两者合称砂类土)，土的抗力以内摩擦力为主，粘聚力甚小。边坡破坏时，破裂面近似平面。图4-3 直线法计算图 先假定路堤边坡值，然后通过坡脚A点假定3～4个可能的破裂面ωi，如图4-3b，求出相应的稳定系数Ki值得出Ki与ωi的关系曲线，如图4-3c在K=f(ω)关系曲线上找到最小稳定系数值Kmin，及对应的极限破裂面倾斜角ω值。 第八页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 四、边坡稳定性分析方法——力学分析法 按微分方法，当dK/dω=0可求稳定系数K最小时破裂面倾斜角ω0值 。 图4-4 均质砂类土路堑 第九页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 四、边坡稳定性分析方法——力学分析法 图4-6 成层砂类土边坡 第十页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 四、边坡稳定性分析方法——力学分析法 2．圆弧法 （1）适用范围l??????? 圆弧法适用于粘性土，土的抗力以粘聚力为主，内摩擦力较小。边坡破坏时，破裂面近似圆柱形。 适用于边坡有不同的土层、均质土边坡，部分被淹没、均质土坝，局部发生渗漏、边坡为折线或台阶形的粘性土的路堤与路堑。 （2）假定假定土为均质和各向同性；滑动面通过坡脚；不考虑土体的内应力分布及各土条之间相互作用力的影响，土条不受侧向力作用，或虽有侧向力，但与滑动圆弧的切线方向平行 （3）基本原理将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条，依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力，然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性。圆弧法的计算精度主要与分段数有关。分段愈多则计算结果愈精确，一般分8～10段。小段的划分，还可结合横断面特性，如划分在边坡或地面坡度变化之处，以便简化计算。第十一页，共二十页。 第一节 边坡稳定性分析原理与方法 四、边坡稳定性分析方法——力学分析法 （4）步骤通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面AB，其半径为R，沿路线纵向取单位长度1m。将滑动土体分成若干个一定宽度的垂直土条，其宽一般为2～4m，如图4-6所示。计算每个土条的土体重Gi(包括小段土重和其上部换算为土柱的荷载在内)。Gi可分解为垂直于小段滑动面的法向分力Ni=Gicosαi和平行于该面的切向分力Ti＝Ｇisinαi，其中αi为该弧中心点的半径线与通过圆心的竖线之间的夹角，?i＝(其中xi为圆弧中心点距圆心竖线的水平距离，R为圆弧半径) 计算每一小段滑动面上的反